生态足迹概念及在国外的应用

生态足迹概念及其在国外的应用
黄宁郭玥锋
（奥克兰大学建筑与规划学院, 新西兰奥克兰1004）
摘要
本文分为两部分，第一部分详细介绍了生态足迹概念的产生、发展和计算方法；第二部分从地域规模（宏观）和具体学科分类（微观）两种情形下介绍了生态足迹在国外的应用。

该文目的在于使读者能够对生态足迹概念有一个较清晰的了解，并且知道其广泛的适用性，同时也为国内生态足迹概念研究人员提供相应的国外在此领域的研究和文献线索。

关键词
生态足迹概念国外应用
The Conception and Overseas Application of Ecological Footprint
HUANG Ning GUO Yue-feng
School of Architecture and Planning, University of Auckland１
Auckland City, New Zealand, 1004
Abstract
This paper includes two sections. The first section introduces the origination, the development, and the counting method of Ecological Footprint in detail. The second section articulates the comprehensive application of Ecological Footprint overseas according to the group categorized by different geographic levels and the group categorized by various concrete disciplines. The paper aims to transmit some unambiguous information about Ecological Footprint to readers as well as leading them to understand both the conception of Ecological Footprint and its general availability in practice. Moreover, the paper can provide １黄宁（1971-），男，河南开封人，高级工程师，新西兰奥克兰大学博士研究生；主要研究方向为城市建筑和交通的可持续发展性。

郭玥锋 (1978-), 男, 吉林吉安人, 新西兰奥克兰大学博士研究生；主要研究方向为绿色建筑与社
会的可持续发展。

the cue of foreign studies and references on Ecological Footprint to inland researchers.
Key Words
Ecological Footprint Conception Overseas application
生态足迹概念介绍
最近10年来，生态足迹概念（Ecological Footprint，缩写为EF）得到了广泛地发展和应用，从而成为一个非常重要的用来评估可持续发展的指标。

这一概念的原型可追溯到美国斯坦福大学生物科学研究者Vitousek，P. M 及其同事在1986年发表在杂志Bioscience的文章Human Application of the Products of Photosynthesis。

文中提出使用“土地净原始产量（net primary production）”这个单位来解释并计算人类赖以生存的地球的承载力，通过计算分析，该文最后总结出截至1986年，地球生态圈中40%的土地净原始产量已经因为人类的各种生产和其它活动所耗尽[1]。

1996年，加拿大卑诗大学（UBC）学者Wackernagel, M 和Rees, W在其合著《我们的生态足迹》（Our Ecological Footprint: Reducing Human Impact on the Earth）一书中正式将生态足迹概念介绍如下：生态足迹分析法可以使我们计算出“用来提供满足一定规模人口生活资源，同时消化掉该人口排放垃圾废物所需要的相应的土地面积” [2]。

Wackernagel, M 和 Rees, W在书中给予生态足迹四步计算过程如下。

第一步：通过国家（或地区）的相关年统计资料来计算出该国家（或地区）范围内在该年度人均对某种产品的消费量，例如：用某年度国家对大米的消费总量除以当年总人口数就得到人均大米消费指数，记为c1 （公斤/人）；
第二步：用人均对某种产品的消费量除以该产品相应的土地平均产量，得到人均因消费该产品而占有土地量，记为aa （公顷/人）, 如第一步中提及的人均大米消费所占用土地为：aa1= c1 (公斤/人)/p1(公斤/公顷)，其中p1为大米的平均产量（以公顷为单位），这一步的结果其实就是人们因消费大米而产生的生态足迹。

早期的生态足迹计算中，一般上式除数中的土地平均产量参考世界平均水平，而非国家的平均产量，但后来进行了调整。

第三步：对人们各种消费行为产生的人均生态足迹相加，得到人均总生态足迹，即：ef = ∑ aai (i = 1 to n)。

第四步：用上式计算得到的人均总生态足迹乘以研究范围内的总人口数，即得到该范围的总生态足迹，为：EFp = N (ef) 。

《我们的生态足迹》一书还列出了计算生态足迹时需要考虑的“消费/土地占用”矩阵，纵向坐标中是和人类生活相关的五种消费行为：食物，建筑，交通，消费品，服务等。

而横向坐标则代表了六种和如上五种行为产生关系的土地占用或消耗，分别是：能源占用土地，建筑占用土地，花园占用土地，农业占用土地，牧业占用土地，森林占用土地等（详见表一）。

表一显示，并非纵向中的任一种消费行为都会和横向中的所有土地占用方式发生关系，例如：交通行为仅仅涉及到土地占用部分的能源占用土地，建筑占用土地，而和其它四种土地占用关系不明显可忽略不计。

通过表一，我们不仅可以计算出各分项（按照消费方式或土地占用形式）和总的生态足迹，同时还可以一目了然地比较出各个单独消费方式所占用生态足迹的比例，以及各种土地占用形式的比重，从而做到在减少人类生态足迹上有的放矢。

表一：生态足迹计算中“消费/土地占用”矩阵表格，其中标注“√”的部分表示有关联发生的消费方式和土地占有（需要计算生态足迹），未标注“√”的空格表示该消费方式未引起明显的土地占有（不需要计算生态足迹）（参见《我们的生态足迹》一书P82-83）。

生态足迹是一种基于土地面积，量化人类消耗资源及消化废物与地球生态承载力（Biosphere Capacity, 缩写为BC）之间关系的指标。

生态承载力指在一定人口范围内（如一个国家或一个地区），能提供给该范围人群资源消费和废物消化的各项生态能力的总和。

如果说生态足迹代表的是人类对土地的总消耗，生
态承载力则代表了土地对人类的总供给。

所以如果一个国家或地区的生态足迹大于他们的生态承载力，我们称之为生态透支（Overshoot）,一般情况下，生态透支的发生暗示着该国家（或地区）必有如下之一的行为：从其它地区侵占资源，补缺自己在生态足迹上的赤字，如一些发达国家和地区（荷兰、香港等）因自己资源不足大量进口资源；将自己产生的废物转嫁到其它国家，如购买CO2 排放值的某些发达国家；过渡消耗本国（或地区）的自然资本，不考虑后代的可持续发展，如东南亚的一些国家无计划地砍伐自己的热带雨林行为。

生态足迹概念在1996年被提出后，随着实践应用，逐步做出了一些调整和改进。

1998年Wackernagel, M和Yount, D将原来表一中的“花园占用土地”部分合并入“农业占用土地”，同时增加“海洋占用”部分[3]。

同年，Wackernagel, M在生态承载力计算中引入二个因子，分别为“产量系数（yield factor）”和“生物多样性保护系数（biodiversity preservation）”，在计算生态足迹时引入一个因子叫“土地平衡系数（equivalence factors）”。

产量系数为某计算范围（国家或地区等）中某特定产品的土地产量和全球平均土地产量的比值，或者对废物吸收处理的能力和全球平均水平的比值，比如说：前文中提到的大米产量，泰国每公顷大米产量是国际大米平均公顷产量的 1.5倍，则此处的产量系数是 1.5。

生物多样性保护系数强调人类在计算生态承载力时要预留12%的土地为保护生物多样性所用。

考虑到更好地平衡几种不同用途的土地之间的生态足迹关系，Wackernagel, M根据他们不同的产出分别冠以平衡系数，称为土地平衡系数。

该系数在应用后经过几次调整，详见表二。

表二：三种版本的土地平衡系数
土地平衡系数越大，说明该种土地性质和用途越难改变，或者说该土地对生态环境影响越大，如表三中“建筑占用”土地的平衡系数最大，这是因为该类土地一旦形成，即建筑物建成后，无法再利用它，而且对人类原始生态环境改变最多。

通过土地平衡系数的调整，相加后的总生态足迹值更具准确性和意义。

生态足迹概念强调以土地面积为计算基础，人类的总土地数是无法用其它资源所代替，所以，它属于“强”可持续发展（strong sustainability）范畴。

按照Patterson, M的归类法，它属于一种“生态类可持续发展指标（ecological indicators）”[7]；按照Hanley, N的分类法，它归于“生态/环境类可持续发展指标（ecological/environmental indicators）” [8]。

生态足迹概念在国外的应用
自生态足迹概念产生后，因其概念的新颖合理性和易懂性，它作为一种可持续发展指标在世界范围内得到广泛的尝试应用。

下面将按照使用地域规模和使用部门分类两个方面来介绍生态足迹的广泛应用。

如果依据地域规模来阐述生态足迹的应用，它可以说已经在全球、国家、地区和城市、家庭等不同范围中得到具体使用。

全球范围
从2000年开始，世界自然基金会（WWF）每两年发布一次关于世界上100多个国家生态足迹值的报告，名为“世界生态系年报(Living Planet Report)”。

最新版的世界生态系2006年报显示：在2003年，世界人均生态足迹和地球承载力分别为2.2 公顷和1.8 公顷，人均生态赤字为0.4 公顷。

在所有参与计算的国家中，沙特阿拉伯人均生态足迹最高，达到11.9 公顷，而人均最低的阿富汗只有0.1 公顷，相差上百倍。

报告也显示大部分发达国家的生态足迹均高于那些发展中国家 [9]。

国家范围
1998年，Wackernagel, M 和Yount, D 计算出美国人均生态足迹值为8.79公顷[10]，Simpson, R. W等在2000年计算出澳大利亚的人均生态足迹值是5.957公顷[11]。

其它重要文章包括：Lewan, L 和Simmons, C在2001年总结计算欧洲一些国家的生态足迹值，如意大利、荷兰、瑞典、芬兰、西班牙、挪威和英国等[12]；Haberl, H等关于奥地利1926-1995年间生态足迹发展趋势的文章[13]；以及McDonald, G. W. 和 Patterson, M G对新西兰生态足迹值的计算[14]。

地区范围
Wackernagel, M在1998年计算出智利首都圣地亚哥的生态足迹值是2.64公顷（1994年水平）[15]。

其它文献有：英国的Stockholm Environment Institute 2005年关于威尔士的生态足迹报告[16]；WSP Environmental Ltd 和Natural Strategies LLC2003年关于伦敦的生态足迹报告[17]；香港地球之友组织2007年关于香港地区的生态足迹报告[18]。

家庭范围
生态足迹这一概念同样在家庭生活范围中得到了应用，2003年，挪威学者Høyer, K.G. 和Holden, E 以家庭为单位挑选了挪威三种规模类型城市：首都奥斯陆（Oslo）、中等城市Stavanger 和小城Forde来进行生态足迹值的比较。

目的在于研究城市规模、住宅形式、到市中心距离三个变量对生态足迹的影响
[19]。

另一个同类文献是1998年Simmons, C. 和 Chambers, N关于英国家庭生态足迹值的计算[20]。

除了如上这些例子，生态足迹概念也被研究者们用在其它范围的研究，例如：2001年Flint, K 计算得出澳大利亚纽卡斯尔大学的生态足迹值[21]，还有一些可以自我计算生态足迹的实时网站/index.htm和/，个人能根据提示一步步计算自己对地球的生态影响。

按照研究学科范围分类的话，生态足迹概念也已经得到较广泛应用，主要集中在分析交通、燃料、水源、产品等行业上。

交通
Chi, G. Q 和 Brain, S. J在2005年撰文利用生态足迹概念和GIS工具分析了美国密执安州Houghton小城2001-2021年的交通情况[22]。

Barrett, J 和Scott, A在2003年研究了英国城市Merseyside中各种交通工具的生态足迹值（公顷/人每公里），并且同时分析了交通政策制定、个人交通行为指导、交通的有关教育项目等对生态足迹值的影响[23]。

Wood, G在2003年的论文则详细分析英国Vodafone电信公司总部实施公司绿色交通计划给交通生态足迹带来的影响，从而试图证明生态足迹可以作为制定策略的指标依据[24]。

燃料
Holden, E 和Høyer, K. G曾经用生态足迹分析法计算出18种燃料的生态足迹值，包括普通汽油、普通柴油、压缩天然气、甲醇、乙醇等[25]。

水
2003年， Lenzen, M等把生态足迹概念应用于悉尼市的水资源管理分析[26]。

产品
Huijbregts, M.A.J等在最近刚刚发表文章，分析了19大类产品和服务（如：化石能源、生物质能、乘客运输、玻璃、塑料等），在这19类产品和服务中，选取了计1549个样品来计算它们全生命周期的生态足迹，从而比较出它们对人类生态的不同影响程度[27]。

通过如上介绍，我们可以了解到生态足迹概念及分析方法已经在国外无论是在整体分析还是具体学科中都得到了广泛应用，特别是那些对生态环境重视的国家如英国、荷兰、瑞典和挪威等北欧国家在这方面的研究一直走在世界前列。

结语
生态足迹是一个较新的用来评估人类可持续发展的指标，它使用土地面积作为单位衡量人的各种生活和生产活动对环境的影响。

在诞生的十几年间，因其在概念上强调人类发展行为和赖以生存的土地之间的关系（人类的数目和生产行为发展可以是无限的，而土地总数是有限的），它被认为是一种能真实反映人与生态环境互动关系的晴雨表。

目前，很多研究人员已经使用生态足迹概念计算了不同行政单位和单体的生态足迹，大到全球范围、国家范围等，小到地区城市范围、单一家庭范围等。

还有一些关于生态足迹的研究侧重点在于某一具体学科或部门，如交通、燃料、水、产品等。

随着生态足迹概念在实践中的检验和提高，它会完善成为一个更加准确并有效的可持续发展指标，反过来，也能被更多的国家或部门采用作为制定政策的参考工具，或者去指导在某些领域中更加细化的研究。

参考文献和网站：
1、Vitousek, P. M., Ehrlich, P. R., Ehrlich, A. H., Matson, P. A. Human appropriation of the products of photosynthesis [J]. Bioscience, 1986, Vol.36: pp.368-373.
2、Wackernagel, M and Rees, W. Our Ecological Footprint: Reducing the Impact on the Earth [M]. Canada : New Society Publishers, 1986.
3、Wackernagel, M and Yount, D. The Ecological Footprint: An Indicator of Progress toward Regional Sustainability [J]. Environmental Monitoring and Assessment, 1998, Vol.51: pp.516.
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